Dao động tự do - Điệu kiện mạch dao động từ do là điện trở bằng không b. Dao động tắt dần - Nguyên nhân của dao động tắt dần do tác dụng của điện trở làm tiêu hao năng lượng dưới dạng điện năng - Dao động tắt nhanh hay chậm phụ thuộc vào điện trở (Điện trở càng lớn nó tắt càng nhanh) - Công thức của dao động tắt dần: Đề xuất liên quan: Dao động điện từ - Sóng điện từ #4 FULL LÝ THUYẾT ĐIỆN XOAY CHIỀU #3 110 Câu trắc nghiệm Dao động cơ học Vật lí 12 TỔNG HỢP LÝ THUYẾT DAO ĐỘNG CƠ (PHẦN 3) #1.1 Chương 1: DAO ĐỘNG CƠ HỌC - Tóm tắt Lý thuyết Vật lí 12 Bài toán liên quan đến cơ năng dao động. 3. Bài toán liên quan đến vận tốc vật, lực căng sợi dây và gia tốc. 4. Bài toán liên quan đến va chạm con lắc đơn. 5. Bài toán liên quan đên thay đôi chu là. 6. Bài toán liên quan đến dao động của con lắc đơn có thêm trường lực. Bài 1: Hiện tượng giao thoa sóng cơ học. 15 phút; 0; 2; 1350; 00 % Bài 2: Xác định độ lệch pha và biên độ sóng khi xảy ra giao thoa. 7 phút; 0; 2; 1149; 00 % Bài 3: So sánh dao động của hai phần tử môi trường. Bài 2: Bài tập mạch LC và dao động điện từ. 27 câu Dao động cơ VDC thuộc CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ. Và tài liệu được sưu tầm chọn lọc có đáp án chi tiết. và tài liệu liên quan Chương 4: Dao động và sóng điện từ 9; Chương 5: Sóng ánh sáng 13; Chương 6: Lượng tử ánh sáng 12; 42 bài tập VDC Dao động cơ; ÔN TẬP . Dao động điện từ và Sóng điện từ là một phần kiến thức trọng tâm trong chương trình Vật lý lớp 12. Nội dung này thường xuyên xuất hiện trong các bài kiểm tra, thi cuối cấp của các em học sinh bậc THPT. Bài viết sau đây của Marathon Education sẽ tổng hợp những lý thuyết trọng tâm về dao động điện từ và sóng điện từ, giúp các em đạt được điểm số cao trong đợt kiểm tra sắp tới. Dao động điện từ Sự biến thiên điện tích Với mạch dao động là một mạch kín bao gồm một cuộn dây có điện dung C, độ tự cảm L và điện trở thuần không đáng kể được nối lại với nhau. Điện tích trên tụ điện trong mạch dao động là q = + φ Điện áp giữa hai bản tụ điện là u = qC = + φ Với U0 = q0C => Nhận xét Điện áp giữa hai bản tụ điện CÙNG PHA với điện tích trên tụ điện Cường độ dòng điện là i = q’ = – + φ = +φ + π2 Với I0 = => Nhận xét Cường độ dòng điện NHANH PHA hơn điện tích trên tụ điện góc Hệ thức liên hệ qq02 + iI02 = 1 hay + iI02 = 1 hay qq02 + = 1 Tần số góc = 1LC Chu kì và tần số riêng của mạch dao động T = 2πLC và f = 12πLC Liên hệ giữa giá trị biên độ và hiệu dụng U0 = U2 ; I0 = I2A Năng lượng điện từ trong mạch dao động Năng lượng điện từ trong mạch dao động bao gồm Năng lượng điện trường trong tụ điện Wđ = 12Cu2 = 12qu = q22C = Q20/ + φ => Wđ = L2 I20 – i2 Năng lượng từ trường trong cuộn cảm L Wt = 12Li2 = Q20/2C. sin2t + φ => Wt = C2 U20 – u2 Năng lượng từ trường và điện trường biến thiên tuần hoàn với tần số góc sau ’ = 2; f’=2f và chu kì T’ = T2 Năng lượng điện từ trong mạch W = Wđ + Wt = Wđmax + Wtmax => W = 12CU02 = 12Q0U0 = Q02/2C = 12LI02 Hay W = WC + WL = + φ + + φ => W = = 12LI02 = 12CU02 = hằng số Với q0, I0 và U0 trong mạch dao động là Q0 = CU0 = I0 = I0LC = I0 * Lưu ý Trong một chu kì dao động điện từ, có bốn lần năng lượng điện trường bằng với năng lượng từ trường. Khoảng thời gian giữa hai lần bằng nhau liên tiếp của năng lượng từ trường và năng lượng điện trường là T4 Mạch dao động có điện trở R ≠ 0 thì dao động sẽ tắt dần. Để duy trì dao động này cần cung cấp cho mạch điện một năng lượng có công suất là P = I2R = I02/ = = Quy ước Với q > 0 ứng với bản tụ ta xét tích điện dương thì i > 0 ứng với dòng điện chạy đến bản tụ mà ta xét. Khi tụ phóng điện thì u và q giảm và ngược lại khi tụ nạp điện thì u và q tăng. Trên một bản tụ điện thì khoảng thời gian giữa 2 lần liên tiếp mà điện tích có độ lớn cực đại là Δt = T2 Khoảng thời gian ngắn nhất Δt để điện tích trên bản tụ này tích điện bằng một nửa giá trị cực đại là T6 Cường độ dòng điện Trong cuộn dây L biến thiên điều hòa thì cường độ dòng điện là i = q’ = -Q0sint + φ = Q0sint + φ + π = I0sint + φ + π Với I0 = Q0 chính là cường độ dòng điện cực đại. => Kết luận q, u, i biến thiên điều hòa cùng tần số và có pha u cùng pha với q, i sớm pha hơn q là p/2 Các loại dao động Dao động tự do Điều kiện để mạch điện dao động tự do là điện trở bằng không. Dao động tắt dần Dao động tắt dần xảy ra do nguyên nhân là điện trở làm tiêu hao năng lượng dưới dạng điện năng Dao động tắt nhanh hay chậm phụ thuộc chủ yếu vào điện trở Điện trở càng lớn thì dao động tắt càng nhanh Công thức của dao động tắt dần Cho tới khi tắt hẳn thì năng lượng mất mát là Wmất = Q = Dao động duy trì Cách duy trì là Dùng một mạch để điều khiển Dao động duy trì có đặc điểm là Dao động với tần số tự do Để duy trì được dao động chúng ta cần cung cấp cho nó phần năng lượng đúng bằng phần năng lượng đã tiêu hao trong quá trình dao động. Theo định luật Jun – Lenxơ, ta có mạch cung cấp cần công suất là \begin{aligned} & P=I^2R=U_0^ \end{aligned} Dao động cưỡng bức Cách làm Đặt vào hai đầu của mạch điện từ một hiệu điện thế biến thiên điều hòa Đặc điểm Dao động với tần số bằng với tần số của hiệu điện thế ngoài. Điều kiện cộng hưởng cần có là = Điện từ trường Giả thuyết Macxoen Khi từ trường biến thiên theo thời gian t, nó sinh ra điện trường xoáy có đường sức điện bao quanh đường cảm ứng từ Lúc này điện trường tĩnh có đường sức điện hở. Khi điện trường biến thiên theo thời gian t thì sinh ra từ trường có đường cảm ứng từ bao quanh đường sức điện. ⇒ Vậy điện trường hoặc từ trường không thể tồn tại riêng biệt, độc lập nhau. Điện trường và từ trường là hai mặt cá thể riêng của một trường duy nhất là trường điện từ. Dòng điện dịch Khi tụ điện phóng điện hay tích điện thì giữa hai bản cực có điện trường biến thiên sinh ra từ trường xoáy như dòng điện chạy trong dây dẫn đi qua tụ điện. Do đó, dòng điện dịch được hiểu là sự biến thiên của điện trường giữa các bản tụ điện nơi không có dây dẫn tương đương với dòng chạy trong dây dẫn, cũng sinh ra từ trường biến thiên. Dòng điện dịch và dòng điện dẫn tạo thành một dòng điện khép kín trong mạch. Sóng điện từ Định nghĩa Sóng điện từ được hiểu là quá trình lan truyền trong không gian của điện từ trường biến thiên tuần hoàn theo thời gian. Đặc điểm của sóng điện từ Sóng điện từ bao gồm những đặc điểm sau đây Sóng điện từ lan truyền được trong chân không Với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng là c ≈ Đồng thời, sóng điện từ cũng lan truyền trong các điện môi. Đặc biệt, tốc độ lan truyền của sóng điện từ trong chân không lớn hơn trong các điện môi và phụ thuộc vào hằng số điện môi. Sóng điện từ là sóng ngang. Trong quá trình lan truyền vectơ E và vectơ B luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng. Tại mỗi điểm dao động của điện trường và từ trường luôn cùng pha với nhau. Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách giữa hai môi trường thì nó cũng bị khúc xạ và phản xạ như ánh sáng. Ngoài ra cũng có hiện tượng nhiễu xạ, giao thoa,… sóng điện từ. Sóng điện từ mang năng lượng. Khi sóng điện từ truyền đến một anten, làm cho các electron tự do trong anten cũng dao động. Nguồn phát sóng điện từ rất phong phú như cầu dao đóng, tia lửa điện, trời sấm sét, ngắt mạch điện,… Sóng vô tuyến Sóng vô tuyến được hiểu là sóng điện từ có tần số hàng nghìn Hz trở lên. Tầng điện ly thì cách mặt đất khoảng 80km và chứa nhiều hạt tích điện. Các loại sóng Bước sóng Tính chất với tầng điện ly Ứng dụng Sóng dài >1000m Có năng lượng nhỏKhông bị nước hấp thụ Dùng trong thông tin dưới nước Sóng trung 100m – 1000m Ban ngày bị tầng điện li hấp thụ, ban đêm phản xạ Ban ngày gần như không bắt được sóng trung Sóng ngắn 10m – 100m Bị tầng điện li phản xạ mạnh Truyền đi được xa nhất trên mặt đất nên dùng trong việc thông tin liên lạc Sóng cực ngắn – 10m Có năng lượng lớn nhất, dám xuyên qua tầng điện li Truyền đi được xa nhất và xuyên qua tầng điện li nên được dùng trong thông tin ngoài Trái Đất. Phát và thu sóng điện từ Mạch dao động kín, hở Mạch L – C là mạch dao động kín không phát sóng điện từ. Nếu bản cực tụ điện bị lệch thì sẽ có sóng điện từ thoát ra. Thực tế dùng anten ở giữa là cuộn dây, ở trên hở, đầu dưới nối đất. Phát và thu sóng điện từ Phát sóng điện từ Là sự kết hợp máy phát dao động điều hòa và anten. Mạch hoạt động gây ra điện từ trường biến thiên, anten phát sóng điện từ cùng tần số f. Thu sóng điện từ Là sự kết hợp giữa anten với mạch dao động có tụ điện điện dung thay đổi. Điều chỉnh C để mạch cộng hưởng tần số f cần có được gọi là chọn sóng. Sơ đồ truyền thông bằng sóng vô tuyến Dùng micro để biến dao động âm thành dao động điện sóng âm tần Đồ thị Et của sóng âm tần Dùng sóng vô tuyến điện từ cao tần có bước sóng từ vài mét đến vài trăm mét để tải các thông tin gọi là sóng mang. Đồ thị Et của sóng mang chưa bị biến điệu Phải biến điện sóng điện từ, dùng mạch biến điệu để “trộn” sóng âm tần với sóng mang Đồ thị Et của sóng mang đã được biến điệu về biên độ Đặc biệt, ở nơi thu dùng mạch tách sóng để tách sóng âm tần ra khỏi sóng cao tần để đưa ra loa. Khi tín hiệu thu được có cường độ nhỏ, ta phải khuếch đại chúng bằng các mạch khuếch đại. Tham khảo ngay các khoá học online của Marathon Education Trên đây là những chia sẻ của team Marathon Education về nội dung kiến thức dao động và sóng điện từ của môn Lý lớp 12. Hy vọng với những nội dung lý thuyết được tóm tắt ở trên sẽ giúp các em cải thiện phần nào về kiến thức lĩnh vực này. Hãy liên hệ ngay với Marathon để được tư vấn nếu các em có nhu cầu học trực tuyến nâng cao kiến thức nhé! Marathon Education chúc các em được điểm cao trong các bài kiểm tra và kỳ thi sắp tới! Tiếp tục đồng hành với qua bài viết dao động và sóng điện từ, nới về khái niệm và những công thức một cách chi tiết nhất. 1. Sự biến thiên a Điện tích. Điện tích giữa hai bản tụ C biến thiên điều hoà theo phương trình q = Q0cost + φ. c Cường độ dòng điện Cường độ dòng điện chạy trong cuộn dây L biến thiên điều hoà i = q’ = – Qosint + φ = Qosint + φ + π = Iosin t + φ + π Trong đó Io = Qo là cường độ dòng điện cực đại. Kết luận + q, i, u biến thiên điêu hòa cùng tần số và có pha u cùng pha với q i sớm pha hơn q p/2 2. Năng lượng trong mạch dao động a. Biểu thức b. Kết luận – Năng lượng của mạch dao động gồm năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện, năng lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm. – Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên tuần hoàn cùng tần số ’ = 2 – Tại mọi thời điểm, tổng năng lượng điện trường và năng lượng từ trường là không đổi. Năng lượng của mạch dao động được bảo toàn. 3. Các loại dao động a. Dao động tự do – Điệu kiện mạch dao động từ do là điện trở bằng không b. Dao động tắt dần – Nguyên nhân của dao động tắt dần do tác dụng của điện trở làm tiêu hao năng lượng dưới dạng điện năng – Dao động tắt nhanh hay chậm phụ thuộc vào điện trở Điện trở càng lớn nó tắt càng nhanh – Công thức của dao động tắt dần ¨Năng lượng mất mát cho tới khi tắt hẳn Wmất = Q = c. Dao động duy trì – Cách duy trì dao động Dùng một mạch để điều kiển – Đặc điểm dao động với tần số tự do – Để duy trì được dao động điện từ ta cần cung cấp cho nó phần năng lượng đúng bằng phần nó đã tiêu hao trong quá trình dao động . Theo định luật Jun – Lenxo ta có mạch cung cấp cần công suất là d. Dao động cưỡng bức – Cách làmĐặt vào hai đầu của mạch một hiệu điện thế biến thiên điều hòa – Đặc điểm Dao động với tần số bằng tần số của hiệu điện thế ngoài, biên độ phụ thuộc vào 3 yếu tố – Điều kiện cộng hưởng= 4. Sự tương tự giữa dao động cơ và dao động điện từ; Điện từ trường – sóng điện từ 1. Điện từ trường a. Giả thuyết của Macxoen – Khi từ trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra điện trường xoáy có đường sức điện bao quanh đường cảm ứng từ điện trường tĩnh có đường sức hở. – Khi điện trường biến thiên theo thời gian nó sinh ra từ trường có đường cảm ứng từ bao quanh đường sức điện. ⇒ Không thể có điện trường hoặc từ trường tồn tại riêng biệt, độc lập nhau. Điện trường và từ trường là hai mặt thể hiện khác nhau của một trường duy nhất là trường điện từ. b. Dòng điện dịch Khi tụ điện tích điện hoặc phóng điện, giữa hai bản cực có điện trường biến thiên sinh ra từ trường xoáy như dòng điện chạy trong dây dẫn đi qua tụ điện. – Vậy dòng điện dịch là khái niệm chỉ sự biến thiên của điện trường giữa các bản tụ điện nơi không có dây dẫn tương đương với dòng chạy trong dây dẫn và cũng sinh ra từ trường biến thiên. – Dòng điện dẫn và dòng điện dịch tạo thành dòng điện khép kín trong mạch. 2. Sóng điện từ là gì? a Định nghĩa là quá trình lan truyền trong không gian của điện từ trường biến thiên tuần hoàn theo thời gian. b Tính chất – Sóng điện từ và sóng cơ có bản chất khác đều là quá trình nhưng đều là quá trình truyền năng lượng – Môi trường sóng điện từ truyền trong được cả trong môi trường vật chất kể cả là môi trường chân không – Bước sóng của sóng điện từ mà mạch phát ra hay thu được Và vận tốc truyền sóng phụ thuộc trong môi trường Trong chân không truyền với vận tốc ánh sáng – Sóng điện từ là sóng ngang, trong quá trình truyền sóng B và E luôn có phương vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng nhưng biến thiên cùng pha – Sóng điện từ có thể + Sóng điện từ tuân theo định luật phản xạ, định luật khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ, … của tần số. c Sóng vô tuyến là sóng điện từ có tần số hàng nghìn Hz trở lên. – Tầng điện ly cách mặt đất khoảng 80km, chứa nhiều hạt tích điện .3. Phát và thu sóng điện từ a. Mạch dao động kín và hở – Mạch L – C là mạch dao động kín không phát sóng điện từ. – Nếu bản cực tụ điện bị lệch có sóng điện từ thoát ra. – Thực tế dùng anten ở giữa là cuộn dây, ở trên hở, đầu dưới nối đất. b. Phát và thu sóng điện từ – Phát sóng kết hợp máy phát dao động điều hòa và anten. Mạch hoạt động gây ra điện từ trường biến thiên, anten phát sóng điện từ cùng tần số f. – Thu sóng kết hợp anten với mạch dao động có tụ điện điện dung thay đổi. Điều chỉnh C để mạch cộng hưởng tần số f cần có, gọi là chọn sóng. 4. Sơ đồ truyền thông bằng sóng vô tuyến. – Dùng micrô đế biến dao động âm thành dao động điện sóng âm tần. Đồ thị Et của sóng âm tần – Dùng sóng vô tuyến điện từ cao tần có bước sóng từ vài m đến vài trăm m đế tải các thông tin gọi là sóng mang. Đồ thị Et của sóng mang chưa bị biến điệu – Phải biến điện sóng điện từ. Dùng mạch biến điệu đế “trộn” sóng âm tần với sóng mang. Đồ thị Et của sóng mang đã được biến điệu về biên độ – Ở nơi thu, dùng mạch tách sóng để tách sóng âm tần ra khỏi sóng cao tần đế đưa ra loa. – Khi tín hiệu thu được có cường độ nhỏ, ta phải khuếch đại chúng bằng các mạch khuếch đại. d. Các bộ phận chính trong mạch phát – thu sóng vô tuyến. – Sơ đồ khối của mạch phát sóng vô tuyến gồm 5 bộ phận cơ bản micrô; bộ phát sóng cao tần; mạch biến điệu; mạch khuếch đại và anten. 1 Tạo ra dao động điện từ âm tần. 2 Phát sóng điện từ có tần số cao cỡ MHz. 3 Trộn dao động điện từ cao tần với dao động điện từ âm tần. 4 Khuếch đại dao động điện từ cao tần đà được biến điệu. 5 Tạo ra điện từ trường cao tần lan truyền trong không gian. Sơ đồ khối của một máy thu vô tuyến cũng gồm 5 bộ phận cơ bản anten; mạch khuếch đại dao động điện từ cao tần; mạch tách sóng; mạch khuếch đại dao động điện từ âm tần và loa. 1 Thu sóng điện từ cao tần biến điệu. 2 Khuếch đại dao động điện từ cao tần từ anten gửi tới. 3 Tách dao động điện từ âm tần ra khỏi dao động điện từ cao tần. 4 Khuếch đại dao động điện từ âm tần từ mạch tách sóng gửi đến. 5 Biến dao động điện thành dao động âm. Phương pháp giải bài tập Sóng điện từ mạch dao động LC phát hoặc thu được có tần số đúng bằng tần số riêng của mạch, ta có thể xác định bước sóng của chúng Từ công thức tính bước sóng ta thấy, bước sóng biến thiên theo L và C. L hay C càng lớn, bước sóng càng lớn. Nếu điều chỉnh mạch sao cho C và L biến thiên từ Cmin, Lmin đến Cmax, Lmax thì bước sóng cũng biến thiên tương ứng trong dải từ Đối với bài toán các tụ C1, C2… mắc song song hoặc nối tiếp thì ta có thể giải theo quy tắc sau * Nếu L mắc với tụ C1 thì mạch thu được bước sóng λ1; Nếu L mắc với tụ C2 thì mạch thu được bước sóng λ2 Khi đó * Đối với bài toán có tụ xoay mà điện dung của tụ là hàm bậc nhất của góc xoay thì ta tính theo quy tắc – Điện dung của tụ ở một vị trí có góc xoay α phải thỏa mãn Cα = C1 + trong đó k = là hệ số góc. – Tính được giá trị của α hoặc Cα từ giả thiết ban đầu để thu được kết luận. Ví dụ 1 Mạch dao động của một máy thu vô tuyến gồm cuộn cảm L = 1 µH và tụ điện biến đổi C, dùng để thu sóng vô tuyến có bước sóng từ 13 m đến 75 m. Hỏi điện dung C của tụ điện biến thiên trong khoảng nào? Hướng dẫn giải Từ công thức tính bước sóng Từ đó ta được Vậy điện dung biến thiên từ 47 pF đến 1563 pF. Ví dụ 2 Mạch dao động để chọn sóng của một máy thu thanh gồm một cuộn dây có độ tự cảm L = 11,3 µH và tụ điện có điện dung C = 1000 pF. a Mạch điện nói trên có thể thu được sóng có bước sóng λ0 bằng bao nhiêu? b Để thu được dải sóng từ 20 m đến 50 m, người ta phải ghép thêm một tụ xoay Cx với tụ C nói trên. Hỏi phải ghép như thế nào và giá trị của Cx thuộc khoảng nào? c Để thu được sóng 25 m, Cx phải có giá trị bao nhiêu? Các bản tụ di động phải xoay một góc bằng bao nhiêu kể từ vị trí điện dung cực đại để thu được bước sóng trên, biết các bản tụ di động có thể xoay từ 00 đến 1800? Hướng dẫn giải a Bước sóng mạch thu được b Dải sóng cần thu có bước sóng nhỏ hơn bước sóng λ0 nên điện dung của bộ tụ phải nhỏ hơn C. Do đó phải ghép Cx nối tiếp với C, ta có Từ giả thiết Với Với Vậy c để thu được sóng Theo giả thiết, tỉ lệ với góc xoay theo dạng hàm bậc nhất y = kx + b nên k = ≈ 0,33 Tại thời điểm có Do góc xoay của bản tụ di động xoay từ giá trị cực đại của điện dung ứng với góc 1800 nên góc xoay khi điện dung của tụ xoay có giá trị 15,8 pF là 1800 – 18,50 = 161,50. Ví dụ 3 Một tụ xoay có điện dung biến thiên liên tục và tỉ lệ thuận với góc quay từ giá trị 10 pF đến 460 pF khi góc quay của bản tụ tăng dần từ 00 đến 1800. Tụ điện được mắc với một cuộn dây có độ tự cảm L = 2,5 µH để tạo thành mạch dao động ở lối vào của máy thu vô tuyến mạch chọn sóng. a Xác định khoảng bước sóng của dải sóng thu được với mạch trên. b để mạch bắt được sóng có bước sóng 37,7 m thì phải đặt tụ xoay ở vị trí nào? Hướng dẫn giải a Bước sóng mạch thu được Theo giả thiết b Gọi λα là giá trị bước sóng khi tụ ở góc xoay có giá trị . Khi λα = 37,7 m ta có Điện dung của tụ điện là hàm bậc nhất của góc xoay nên có hệ số góc k = Mà theo phương trình của hàm bậc nhất ta được Vậy phải đặt tụ xoay ở vị trí có góc quay α = 600 Ví dụ 4 Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm một cuộc dây có độ tự cảm L và một bộ tụ điện gồm tụ điện chuyển động C0 mắc song song với tụ xoay Cx. Tụ xoay có có điện dung biến thiên từ C1= 10 pF đến C2 = 250 pF khi góc xoay biến thiên từ 00 đến 1200. Nhờ vậy, mạch thu được sóng điện từ có bước sóng trong dài từ λ1 = 10 m đến λ2= 30m. Cho biết điện dung của tụ điện là hàm bậc nhất của góc xoay. a Tính L và C0 b Để mạch thu được sóng có bước sóng λ = 20 m thì góc xoay của bản tụ bằng bao nhiêu? Hướng dẫn giải a Tụ C0 và Cx mắc song song nên điện dung của bộ tụ là Ta có Thay giá trị vào ta được b Gọi λα là giá trị bước sóng khi tụ ở góc xoay có giá trị α. Khi λα = 20 m ta có Cα = 160 pF Điện dung của tụ điện là hàm bậc nhất của góc xoay nên có hệ số góc k = Theo phương trình của hàm bậc nhất ta được Vậy phải đặt tụ xoay ở vị trí có góc quay α = 750 Có thể các bạn quên công thức lực ma sát như thế nào hay định nghĩa con lắc đơn, nếu chưa nắm rõ bạn nên ôn tập lại tại đây Li độ x trong dao động điều hoà tương ứng với điện tích q trong dao động điện từ .\x \sim q\ Vận tốc v tương ứng với dòng điện i \v\sim i\. Động năng Wd tương ứng với năng lượng từ trường \{W_L}{W_d} \sim {W_L}\ Thế năng Wt tương ứng với năng lượng điện trường \{W_C}{W_t} \sim {W_C}\ Khối lượng m tương ứng với L \m \sim L\. Độ cứng k tương ứng với \\frac{1}{C}k \sim \frac{1}{C}\. Nếu mạch có điện trở thuần \r \ne 0\ thì dao động sẽ tắt dần. Để duy trì dao động cần cung cấp cho mạch một năng lượng có công suất \P = {I^2}r = \frac{{{\omega ^2}Q_0^ = \frac{{{\omega ^2}{C^2}U_0^ = \frac{{U_0^ Bài viết trình bày lý thuyết cả chương dao động và sóng điện từ để bạn đọc hình dung được nội dung bài học của chương. Chương trình bày 3 vấn đê chính Dao động, sóng, nguyên tắc thu và phát sóng điện từ. DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪI. DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ*/ Cấu tạo và hoạt động của mạch dao động + Mạch gồm tụ C mắc nối tiếp với cuộn dây L thành mạch kín+ Mạch dao động lý tưởng có điện trở r = 0*/ Hoạt động+ Cấp năng lượng cho mạch bằng cách dùng nguồn điện không đổi U0 tích điện Q0= cho tụ C+ Khép kín mạch dao động thì điện tích trên tụ C hay điện trường giữa hai bản tụ và dòng điện qua L hay từ trường trong lòng cuộn dây biến thiên điều hòa theo thời gian. Ta nói mạch có một dao động điện từ.*/ Quy luật biến thiên của điện tích trên tụ C q = Q0cost + φ => q biến thiên điều hòa theo thời gian với tần số góc ,\\omega =\frac{1}{\sqrt{LC}}\*/ Quy luật biến thiên dòng điện qua L i = q’ = -Q0sint + φ = I0cost + φ + \\frac{\pi }{2}\ với \Io=\omega Qo=\frac{Qo}{\sqrt{LC}}\=> i biến thiên cùng tần số nhưng nhanh pha hơn q một góc π/2*/ Các hiệu điện thế điện áp tức thời\u_{C}=\frac{q}{C}=\frac{Qo}{C}cos\omega t+\varphi =U_{0}cos\omega t+\varphi ;\\u_{L}=-u_{C}=-\frac{Qo}{C}cos\omega t+\varphi =-U_{0}cos\omega t+\varphi \Lưu ý suất điện động tự cảm trong cuộn cảm thuần L \e=u=\frac{q}{C}=\frac{Q_{0}}{C}cos\omega t+\varphi =U_{0}cos\omega t+\varphi \*/ Chu kì tần số Trong đó \\omega =\frac{1}{\sqrt{LC}}\ là tần số góc riêng ; \T=2\pi \sqrt{LC}\ là chu kỳ riêng; \f=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\ là tần số riêngCó thể tính chu kỳ tần số theo công thức \\omega =\frac{1}{\sqrt{LC}}=\frac{Io}{Qo}\Rightarrow T=2\pi \frac{Qo}{Io}\*/ Năng lượng điện từ trong mạch dao dộng lý tưởng+ Năng lượng điện trường trong tụ điện \W_{C}=\frac{1}{2}Cu^{2}=\frac{1}{2}qu=\frac{q^{2}}{2C}=\frac{{Q_{0}}^{2}}{2C}cos^{2}\omega t+\varphi \ + Năng lượng từ trường trong cuộn cảm \W_{L}=\frac{1}{2}Li^{2}=\frac{{Q_{0}}^{2}}{2C}sin^{2}\omega t+\varphi \ => Năng lượng điện từ \W=W_{C}+W_{L}=\frac{1}{2}C{U_{0}}^{2}=\frac{1}{2}Q_{0}U_{0}=\frac{{Q_{0}}^{2}}{2C}=\frac{1}{2}L{I_{0}}^{2}\ Chú ý + Mạch dao động có tần số góc w, tần số f và chu kỳ T thì Wđ và Wt biến thiên với tần số góc 2, tần số 2f và chu kỳ T/2+ Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường là T/4+ Tính nhanh năng lượng điện, năng lượng từ */ Mạch dao động điện từ tắt dần + Nguyên nhân Do mạch có R ≠ 0, do sự bức xạ sóng điện từ ra không gian.+ Mạch dao động có điện trở thuần R ≠ 0 thì dao động sẽ tắt dần. Để duy trì dao động cần cung cấp cho mạch một năng lượng có công suất\P=I^{2}R=\frac{\omega ^{2}C^{2}{U_{0}}^{2}}{2}R=\frac{{U_{0}}^{2}RC}{2L}\+ Nhiệt lượng tỏa ra Q = Wtrước - Wsau.*/ Xây dụng biểu thức liên hệ giữa các giá trị tức thời và cực đại Dựa vào sự bảo toàn năng lượng điện từ + Liên hệ giữa các giá trị cực đại W = \\frac{{Q_{0}}^{2}}{2C}=\frac{1}{2}CU_{0}^{2}=\frac{1}{2}L{I_{0}}^{2}\ => Q0 = CU0 = I0\\sqrt{LC}\=I0/; U0 = Q0/C = I0\\sqrt{\frac{L}{C}}\; I0 = Q0= U0\\sqrt{\frac{C}{L}}\;+ Liên hệ giữa giá trị cực đại với tức thời=> Tính nhanh các giá trị tức thời u, i => Tính nhanh giá trị cực đại I0, U0+ Liên hệ giữa các giá trị tức thời- Nếu cho q1, i1 và q2, i2 - Nếu cho u1, i1 và u2, i2 */ Sự tương tự giữa dao động cơ và dao động điện từ */ Các dạng bài tậpDạng 1 Viết biểu thức q, i, uc, uL, Wc, WL + Cho tại thời điểm t = 0 có q = q0, i = i0 viết q = Q0cost + φ + Cho biểu thức i = I0cost + φi => viết q = I0/.cost + φi – π/2 + Cho đồ thị....................... Một số chú ý- Tụ tích điện khi q tăng i giảm > 0; Tụ phóng điện khi q giảm i tăng thay đổi và I0, U0, Q0 thay đổi + Năng lượng của mạch không đổi * Nếu thêm bớt một linh kiện tại thời điểm linh kiện đó mang một năng lượng E Dùng khóa K thêm 1 tụ C vào mạch dao động khi tụ đó đang có điện tích q≠ 0 hoặc dùng khóa K ngắthoặc nối tắt một tụ ra khỏi mạch khi dòng điện qua L đang có giá trị i thay đổi và I0, U0, Q0 thay đổi +Năng lượng của mạch thay đổi cộng khi thêmlinh kiện vào, trừ khi ngắt linh kiện ra* Lưu ý trường hợp mạch có tụ bị đánh thủng trở thành vật dẫn tại một thời điểm nó đang có năng lượng E thì năng lượng của tụ đó mất đi và năng lượng của mạch bị giảm một lượng bằng phần năng lượng mất đi đó. trường hợp này cũng làm giống trường hợp ngắt tụ ra khỏi SÓNG ĐIỆN TỪ1. Mối liên hệ giữa điện trường biến thiên và từ trường biến thiên, điện từ trường2. Sóng điện từ*/ Định nghĩa sóng điện từ Là một điện từ trường biến thiên hay một dao động điện từ lan truyền trong không gian.*/ Các đặc điểm và tính chất của sóng điện từ+ Truyền trong mọi môi trường vật chất và truyền trong cả chân không.+ Trong chân không sóng điện từ truyền đi với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng c = => có bước sóng λ = c/f+ Hai thành phần của sóng điện từ là \\vec{E}\ điện trường biến thiên và \\vec{B}\ từ trường biến thiên luôn biến thiên cùng tần số, cùng pha và trong hai mặt phẳng vuông góc với nhau. + Sóng điện từ là sóng ngang\\vec{E}\ ⊥ \\vec{B}\ ⊥ \\vec{v}\ và theo thứ tự tạo thành tam diện thuận+ Sóng điện từ tuân theo định luật truyền thảng, phản xạ, khúc xạ như ánh sáng+ Sóng điện từ mang năng lượng, tần số càng lớn bước song càng nhỏ năng lượng càng lớn; năng lượng của sóng điện từ tỉ lễ với lũy thừa bậc 4 của tần số+ Khi truyền từ môi trường này vào môi trường khác thì tần số f của sóng điện từ không đổi, còn v và λ biên thiên tỉ lệ Sóng vô tuyến và sự truyền sóng vô tuyến*/ Định nghĩa là sóng điện từ có bước sóng từ vài cm tới vài chục km dùng trong thông tin liên lạc*/ Phân loại 4 loại */ Sự truyền sóng vô tuyến trong khí quyển + Sóng dài có nănglượng thấp, bị các vật trên mặt đất hấp thụ mạnh nhưng nước lại hấp thụ ít, do đó sóng dài và cực dài được dùng trong thông tin liên lạc dưới nước VD liên lạc giữa các tàu ngầm,.... Tuy nhiên, chúng bị yếu đi rất nhanh khi đi ra xa khỏi nguồn phát, vì vậy nguồn phát phải có công suất lớn. + Sóng trung Ban ngày bị hấp thụ mạnh nên không truyền đi xa. Ban đêm sóng ít bị hấp thụ, phản xạ tốt ở tầng điện li nên sóng có thể truyền đi xa. Sóng trung được dùng trong vô tuyến truyền thanh thường sử dụng chỉ trong phạm vi một quốc gia. Tuy nhiên, về ban ngày thì ta chỉ bắt được các đài ở gần, còn về ban đêm sẽ bắt được các đài ở xa hơn ban đêm nghe đài sóng trung rõ hơn ban ngày. + Sóng ngắn có năng lượng lớn, bị phản xạ nhiều lần giữa tầng điện ly và mặt đất. Do đó một đài phát sóng ngắn có công suất lớn có thể truyền sóng tới mọi điểm trên Trái Đất. Sóng ngắn thường được dùng trong liên lạc vô tuyến hàng hải và hàng không, các đài phát thanh,... + Sóng cực ngắn không bị tầng điện li hấp thụ hay phản xạ, nó xuyên qua tầng điện li vào vũ trụ. Sóng cực ngắn thường được dùng trong việc điều khiển bằng vô tuyến, trong vô tuyến truyền hình, trong thông tin vũ trụ,... Chú ý + Vô tuyến truyền hình dùng các sóng cực ngắn, không truyền được xa trên mặt đất, không bị tầng điện li hấp thụ hay phản xạ, nó xuyên qua tầng điện li. Muốn truyền hình đi xa, người ta phải đặt các đài tiếp sóng trung gian, hoặc dùng vệ tinh nhân tạo để thu rồi phát trở về Trái Thu và phát sóng điện từ */ Dụng cụ thu phát Dùng Ăngten là một mạch dao động LC hở*/ Nguyên tắc thu phát Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và cộng hưởng điện*/ Một mạch dao động hở LC chỉ thu và phát được sóng điện từ có chu kì và tần số bằng chu kì và tần số riêng của mạch => fsóng = \\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\Rightarrow \lambda =\frac{c}{f}=2\pi c\sqrt{LC}\*/ Nguyên tắc truyền thông bằng sóng vô tuyếnSơ đồ khối của một máy phát thanh và máy thu thanh vô tuyến đơn giản Tất cả nội dung bài viết. Các em hãy xem thêm và tải file chi tiết dưới đây Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Vật lý lớp 12 - Xem ngay >> Luyện thi TN THPT & ĐH năm 2024 trên trang trực tuyến Học mọi lúc, mọi nơi với Thầy Cô giáo giỏi, đầy đủ các khoá Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng; Tổng ôn chọn lọc. Vật lý học tiếng Anhphysics, từ tiếng Hi Lạp cổ φύι có nghĩa là kiến thức về tự nhiên là một môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lí học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ 12 - Năm cuối ở cấp tiểu học, năm học quan trọng nhất trong đời học sinh trải qua bao năm học tập, bao nhiêu kì vọng của người thân xung quanh ta. Những nỗi lo về thi đại học và định hướng tương lai thật là nặng. Hãy tin vào bản thân là mình sẽ làm được rồi tương lai mới chờ đợi các em!Tiểu họcLớp 6Lớp 7Lớp 8Lớp 9Lớp 10Lớp 11Lớp 12Phương trình hóa họcĐề thi & kiểm traAppReview sáchRead manga EnglishRead novel EnglishTổng hợp mã giảm giá

dao động điện từ và dao động cơ học